发菜多糖的提取、纯化及生物活性研究进展

发菜（Nostoc flagelliforme）是一种药食两用的陆生念珠藻（Nostoc），含有发菜多糖、多种氨基酸和微量元素、维生素、海胆酮以及藻蓝叶黄素、藻蓝素、别藻蓝素等功能性成分。发菜细胞能够合成一种胶状物，其主要的功能性成分就是发菜多糖。研究表明，发菜多糖具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、抑菌抗炎以及免疫调节等多种活性功能，因此，在食品、医药等方面极具开发潜力。本文主要针对发菜多糖的提取、分离纯化和结构特征三个方面进行综述，并概括总结了发菜多糖的生物合成和生物活性研究进展，以期为发菜多糖的进一步研究和开发应用提供理论依据。     

盐胁迫环境下发菜胞外多糖抗氧化作用及镇痛抗炎活性

为研究NaCl(0.3 mol/L)胁迫条件下发菜胞外多糖体外抗氧化作用与体内镇痛抗炎活性,本实验通过体外自由基(羟自由基、O_2~-·、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH)自由基)清除能力实验评价盐胁迫发菜胞外多糖的抗氧化作用;采取小鼠温浴甩尾法镇痛实验并结合皮下注射及腹腔注射两种给药方式分析盐胁迫发菜胞外多糖的镇痛作用;通过观察二甲苯致小鼠耳廓肿胀的抑制效果分析盐胁迫发菜胞外多糖的抗炎作用。结果表明:相比于无盐胁迫的发菜胞外多糖,盐胁迫发菜胞外多糖对羟自由基、O_2~-·、DPPH自由基3种不同类型的自由基清除能力均有提高;盐胁迫发菜胞外多糖镇痛活性优于无盐胁迫发菜胞外多糖,痛阈值显著提高(P0.05),腹腔注射比皮下注射多糖吸收速率更快,腹腔注射后20 min药效达到峰值,皮下注射后30 min药效达到峰值;盐胁迫发菜胞外多糖有更好的抗炎效果,且盐胁迫发菜胞外多糖的抗炎作用呈现出一定的量效关系,高剂量(30 mg/kg mb)对耳肿胀治疗效果最佳。综上所述,相较于无盐胁迫发菜胞外多糖,盐胁迫发菜胞外多糖具有更好的体外抗氧化与抗炎镇痛活性。     

发菜多糖的提取及性质研究

采用热水浸提法提取发菜多糖,确定发菜多糖的最佳提取工艺条件为：提取温度80℃,水料比为90：1,浸提时间为70min,浸提次数为3次。采用乙醇沉淀法得到发菜多糖。紫外扫描显示发菜多糖不含核酸及蛋白质,红外光谱分析其具有多糖的特征吸收峰,为一种非硫酸化的以β-糖苷键为主的多糖,热重分析表明多糖的热降解温度为256.8℃。     

发状念珠藻多糖和细胞培养液对葡萄糖浓度测定的影响

采用生物传感仪测定法和DNS法,对加入发菜多糖和发菜细胞培养发酵液的葡萄糖溶液进行了浓度测定,研究了多糖和细胞培养液对葡萄糖浓度测定的影响作用。结果表明,发菜多糖对葡萄糖浓度测定无影响。添加发菜混合营养培养液后测得葡萄糖浓度为标准葡萄糖溶液与发酵液中葡萄糖浓度之和。     

发菜胞外多糖硫酸化条件的优化及红外光谱分析

液体培养发菜细胞,发菜细胞经去藻体、浓缩、透析、脱蛋白、醇沉、DEAE-52离子交换柱层析分级、Sephadex-100葡聚糖凝胶柱分级处理得到发菜胞外精多糖。以硫酸根的取代度为指标,在单因素试验的基础上,利用Box-Behnken设计进行响应面试验,建立因素与响应值之间的数学模型,确定适宜的发菜胞外多糖硫酸化条件。结果表明,发菜胞外多糖硫酸化修饰最佳条件为反应温度71 ℃、反应时间3 h、氯磺酸-吡啶体积比1∶7,在此条件下,硫酸化取代度为5.05。红外光谱检测表明,硫酸基团已与多糖分子结合。     

不同DEAE离子交换树脂纯化发菜多糖的比较研究

用DEAE01、DEAE52、DEAE-Cellulose、DEAE-ScphroscCL-6B离子交换树脂对发菜粗多糖进行纯化,多糖含量采用苯酚-硫酸法测定,并用考马斯亮蓝染色法测定多糖中的蛋白含量.4种树脂纯化后多糖的含量分别为64.7%、62.4%.80.0%和60.8%,而蛋白分别为1.911g/mL、2.397g/mL、1.938g/mL和2.959 μg/mL.实验结果表明:DEAE-Cellulose纯化后发菜多糖不仅蛋白含量较低,且多糖含量最高.因此4种树脂中DEAE-CelIulose纯化发菜多糖的效果最好.     

人工液体培养发菜与野生发菜营养成分比较

为了合理开发利用人工培养发菜,比较分析了人工液体培养发菜和野生发菜的营养成分。通过高效液相色谱(HPLC)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、苯酚硫酸、凯氏定氮和索氏抽提法测定了2种发菜的Ca、Mg、Cu、Zn、Sr、Fe、Se元素、氨基酸、粗多糖、蛋白质、脂肪的含量。结果表明:人工液体培养发菜中粗蛋白、脂肪含量分别为26.17%、0.23%,而野生发菜中为23.05%、0.31%;人工培养发菜的胞外多糖含量为36.95 mg/L,人工培养发菜与野生发菜的荚膜多糖含量分别为15.03 mg/kg和13.84 mg/kg,氨基酸总量分别为21.99 mg/g和21.20 mg/g,其中必需氨基酸含量分别为11.73 mg/g和7.97 mg/g。人工培养发菜的Mg、Cu、Zn、Se含量优于野生发菜,分别是野生发菜的2.9、3.4、3.8、1.6倍。综合分析认为,人工液体培养发菜能分离较多的胞外多糖;粗蛋白、脂肪、荚膜多糖、氨基酸和Ca、Sr、Fe元素含量与野生发菜相近。     

发菜多糖的提取、纯化鉴定及理化特性研究

对发菜胞外多糖和发菜荚膜多糖分别进行提取研究,获得了2种多糖的理想提取工艺。分别将胞外粗多糖和荚膜粗多糖采用Sevag法脱蛋白,透析去除小分子杂质,DEAE-52柱层析分离纯化后,前者得到1种酸性糖(EPS),后者得到1种中性糖和2种酸性糖(CPSA、CPSB和CPSC),最后通过Sephadex G-100柱层析和紫外扫描检测,EPS、CPSA和CPSB均为单一多糖。     

柱前衍生化高效液相色谱法分析发菜胞外多糖的单糖组成

采用水溶醇沉法提取发菜多糖,通过三氟乙酸(TFA)将其水解成单糖,经1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)衍生化后,利用RP-HPLC分析其单糖组成。结果表明,发菜胞外多糖由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖组成,其摩尔比为0.71∶0.37∶0.44∶1.53∶1.03∶0.40。该方法具有操作简便、快捷,重现性良好等特点,可用于发菜胞外多糖中单糖组成的定性和定量分析。     

不同型式和洗脱剂对离子交换树脂纯化发菜多糖的影响

采用离子交换色谱对发菜多糖进行分离纯化,对OH-型和Cl-型交换色谱对发菜多糖分离纯化效果进行初步的比较。离子交换色谱柱(Ф2.6×30),采用DEAE-Cellulose离子交换树脂和NaCl梯度洗脱对发菜多糖进行纯化。使用PeakFit4.12对色谱峰的峰高、峰宽、保留体积、对称因子各参数进行比较。选择一种分离纯化效果较好的离子交换色谱类型,使用上样浓度为1mg/mL(上样体积50mL),分别采用0～1mol/LNaCl、CH3COONa、NH4Cl溶液为洗脱剂,洗脱流速为1.0mL/min,比较三者洗脱效果,进而确定其最佳洗脱剂和洗脱浓度。结果表明,OH-型离子交换色谱对发菜多糖有更好的分离纯化效果,NaCl的洗脱效果更好,最佳洗脱浓度为0.2mol/L。     

氮元素对发菜生长及多糖含量的影响

为优化培养条件,研究含氮(BG11)和无氮(BG110)培养基对发菜(Nostoc flagelliforme)的色素、藻胆蛋白及胞内多糖和胞外多糖(EPS)含量的影响。结果显示：含氮组发菜的叶绿素a(Chl a)、类胡萝卜素(Carotenoids)、藻蓝蛋白(PC)、别藻蓝蛋白(APC)、藻红蛋白(PE)的含量均显著高于无氮组;胞内及胞外多糖含量无氮组高于含氮组,两者胞内多糖含量最大分别为1.03mg/mL 和0.78mg/mL,EPS 含量最大分别为243.8μg/mL 和74.9μg/mL。表明氮元素的缺乏对发菜的色素合成有抑制作用,但在一定程度上能够促进胞内及胞外多糖的合成和分泌。     

多糖添加对固体基质培养发菜细胞生物量的影响

选用粗沙、细沙和PA6三种固体材料作为培养基质,以BG110为培养液,研究了不同浓度的阿拉伯胶、海藻酸钠和果胶对发菜细胞生物量的影响情况。实验结果表明,添加多糖有利于发菜细胞的生长,其中以细沙为固培基质,在培养液中添加0.3%的果胶,发菜细胞生物量最大,生长速率最快。     

盐胁迫对发菜胞外多糖结构及其理化性质的影响

对液体培养的发菜细胞进行盐胁迫处理,研究盐胁迫对发菜胞外多糖结构及其部分理化性质的影响。提取纯化正常及盐胁迫培养下的发菜胞外多糖(分别命名为NEPS、YEPS),测定糖含量、单糖组成、糖苷键类型、保湿性、吸湿性、热稳定性等,分析发菜胞外多糖对盐胁迫的响应。结果表明:NEPS与YEPS单糖组成种类一致,但含量发生明显变化;红外光谱、高碘酸氧化分析可知,两者特征吸收峰基本一致,均有β-D-吡喃葡萄糖及糖醛酸,糖苷键键型主要以1—6为主,可能存在1—2、1—4键;原子力显微镜观察显示NEPS与YEPS的分子微观结构存在明显差异,NEPS呈尖锥状结构,YEPS呈棒状结构;YEPS的吸湿性及热稳定性均高于NEPS。     

口蘑多糖啤酒发酵工艺优化

为开发新款啤酒,以大麦芽和口蘑多糖提取液为原料,酿造口蘑多糖啤酒。以酒精度和感官评分为指标,采用单因素试验考察主发酵温度、口蘑多糖提取液添加量和口蘑多糖提取液加入阶段对口蘑多糖啤酒的影响,在此基础上,采用响应面确定口蘑多糖啤酒发酵的最佳工艺。结果表明最佳酿造工艺条件为主发酵温度16℃、口蘑多糖提取液添加量为4.4 mL、主发酵阶段加入口蘑多糖提取液,在此条件下酿造的口蘑多糖啤酒风味协调,口感醇正。     

发菜扒蛋和鸡崽发菜

发菜扒蛋原料:鸽蛋12个,干发菜20克,鸡汤、啤酒、精盐、花生油、玉米淀粉各适量.制作:1.干发菜先用清水浸透,然后,用少许花生油抓洗干净,放开水里滚一次,捞出.2.炒勺烧热放油,煸炒葱头末,撒少许葡萄酒和清水,入发菜煨3分钟,捞出,控干,待用.3.把盘内抹油,将鸽蛋打碎,分开入盘,用蒸锅蒸5分钟定形.     

茶叶多糖啤酒研制

茶多糖具有提高机体免疫等重要生理功能.实验了以茶多糖作为啤酒生产辅料应用于啤酒生产过程中,在保证传统啤酒风味和营养成分的基础上.初步确定了荼多糖啤酒生产的工艺路线.     

盐胁迫对发菜胞外多糖抗肿瘤活性以及免疫活性的影响

对液体培养的发菜细胞进行盐胁迫处理,研究盐胁迫对发菜胞外多糖抗肿瘤活性以及免疫活性的影响。醇沉法提取0.1 mol/L Na Cl、0.3 mol/L Na Cl盐胁迫培养的发菜胞外多糖0.1M-YEPS、0.3 M-YEPS,研究其对人结肠癌细胞HT-29、Lo Vo增殖的抑制活性,以及对小鼠巨噬细胞RAW 264.7增殖、中性红吞噬能力和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活力的影响。结果表明,相比于无盐胁迫的发菜胞外多糖(NEPS),0.1 M-YEPS、0.3 M-YEPS对肿瘤细胞的增殖抑制作用显著提高,并且呈剂量依赖性。此外,0.1 M-YEPS、0.3 M-YEPS能有效促进RAW 264.7细胞的增殖,增强巨噬细胞吞噬中性红能力,提高RAW 264.7细胞内的SOD活力。与NEPS和0.1 M-YEPS相比,0.3 M-YEPS对肿瘤细胞的抑制作用、对巨噬细胞的增殖作用、吞噬中性红能力以及SOD活力的提高更为显著。     

发菜及其提取物清除自由基的作用

采用NADH/PMS体系和H2O2/Fe2+体系测定野生、自养和混养发菜及其提取物清除超氧阴离子自由基(O2-.)和羟自由基(.OH)的能力。结果显示,在测试浓度范围内,(1)野生、自养和混养发菜的细胞粉、胞外多糖、细胞提取液、细胞提取液残余物及粗藻蓝蛋白对O2-.都具有一定的清除能力,其中细胞粉、胞外多糖、和提取液清除O2-.的作用最为显著;(2)发菜细胞粉和多糖对.OH没有显著的清除能力,细胞提取液、获得细胞提取液后剩余的细胞粉及粗藻蓝蛋白能够清除.OH。发菜不同组分清除自由基的活性使其有望作为天然抗氧化剂和功能性食品得到开发。     

阿拉伯木聚糖研究进展

阿拉伯木聚糖是谷物细胞壁多糖的重要组成部分，对谷物加工和啤酒酿造产生重大影响。介绍了阿拉伯木聚糖的分离纯化，测定方法，结构分析，牧师化学性质及对啤酒酿造的影响。     

发财就手

中国人的年夜饭不在于吃的味道，而在于吃的意义，因此发菜从此不再是发菜而是“发财”，一道发菜猪手也不再是发菜猪手而成了“发财就手”！